JPS6347070Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6347070Y2 JPS6347070Y2 JP3095781U JP3095781U JPS6347070Y2 JP S6347070 Y2 JPS6347070 Y2 JP S6347070Y2 JP 3095781 U JP3095781 U JP 3095781U JP 3095781 U JP3095781 U JP 3095781U JP S6347070 Y2 JPS6347070 Y2 JP S6347070Y2
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- JP
- Japan
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- vibrator
- thin film
- frequency
- piezoelectric thin
- zno
- Prior art date
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- Expired
Links
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims 1
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Landscapes
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、低周波超小型の機械振動子に関する
ものである。
ものである。
一般に、数百Hz〜数ｋHzの周波数帯では、音
叉、音片などの屈曲振動モードを利用した機械振
動子が用いられている。
叉、音片などの屈曲振動モードを利用した機械振
動子が用いられている。
IC化が普及した今日、機械振動子も小型化が
要求され、エリンバ等の恒弾性金属に圧電磁器板
を接着した機械振動子では、製造上小型化に一定
の限界があるため、第１図に示すようなZnO圧電
薄膜を利用した音片振動子が開発されている。第
１図イ，ロにおいて、１０はエリンバ製音片であ
り、この上にZnO等の圧電材料をスパツタリング
することにより圧電薄膜１１を形成し、電極１２
を蒸着する。第１図ロにおいて支持線１３は、音
片の振動節点から取り出しその他端を固定してあ
る。電気端子１４，１４′から信号を入力すると、
圧電薄膜１１が伸縮振動をし、その振動がエリン
バ１０に伝わり、第１図ロにおいて破線で示すよ
うな屈曲振動を行なう。
要求され、エリンバ等の恒弾性金属に圧電磁器板
を接着した機械振動子では、製造上小型化に一定
の限界があるため、第１図に示すようなZnO圧電
薄膜を利用した音片振動子が開発されている。第
１図イ，ロにおいて、１０はエリンバ製音片であ
り、この上にZnO等の圧電材料をスパツタリング
することにより圧電薄膜１１を形成し、電極１２
を蒸着する。第１図ロにおいて支持線１３は、音
片の振動節点から取り出しその他端を固定してあ
る。電気端子１４，１４′から信号を入力すると、
圧電薄膜１１が伸縮振動をし、その振動がエリン
バ１０に伝わり、第１図ロにおいて破線で示すよ
うな屈曲振動を行なう。
周知の如く、音片振動子で良好な共振応答を得
るためには、支持線１３の音片側からみたスチフ
ネスを十分小さくすることが必要である。音片の
共振周波数brは支持線１３のスチフネスが十分
小さければ、支持線１３の影響を無視することが
でき、音片の寸法，形状で決定される。
るためには、支持線１３の音片側からみたスチフ
ネスを十分小さくすることが必要である。音片の
共振周波数brは支持線１３のスチフネスが十分
小さければ、支持線１３の影響を無視することが
でき、音片の寸法，形状で決定される。
即ち、圧電薄膜１１がエリンバ１０に比して十
分薄いとみなした場合、共振周波数brは近似的
に ここで ｔ；音片の板厚 Ｅ；音片のカング率 ρ；音片の密度 ｌ；音片の長さ で表わされる。
分薄いとみなした場合、共振周波数brは近似的
に ここで ｔ；音片の板厚 Ｅ；音片のカング率 ρ；音片の密度 ｌ；音片の長さ で表わされる。
第１図ロの点線で示すような変位をもつ屈曲１
次モードでは、α＝4.730であり、ｔ＝0.25mm、
ｌ＝10mmのとき、brは12.6KHz程度となる。
次モードでは、α＝4.730であり、ｔ＝0.25mm、
ｌ＝10mmのとき、brは12.6KHz程度となる。
(1)式から明らかなように、屈曲モード音片で小
型低周波化をねらう場合には、板厚ｔを極めて薄
くする必要がある。従来の音片振動子では、小型
低周波化をねらい板厚ｔを薄くした場合、ｔ＝
0.2mm以下になると、ZnO等の圧電薄膜１１のス
パツタリングの際音片が変形し、機械振動子とし
ての性能を著しく損う欠点があつた。また、音叉
振動子においても、屈曲振動モードを利用してい
る振動子ということで、全く同様な欠点を有す
る。
型低周波化をねらう場合には、板厚ｔを極めて薄
くする必要がある。従来の音片振動子では、小型
低周波化をねらい板厚ｔを薄くした場合、ｔ＝
0.2mm以下になると、ZnO等の圧電薄膜１１のス
パツタリングの際音片が変形し、機械振動子とし
ての性能を著しく損う欠点があつた。また、音叉
振動子においても、屈曲振動モードを利用してい
る振動子ということで、全く同様な欠点を有す
る。
本考案は、このような欠点を一掃し、低周波超
小型の機械振動子を提供することが目的である。
小型の機械振動子を提供することが目的である。
以下、本考案の実施例について図面によつて説
明する。第２図イ，ロにおいて２０は破線で示す
ような剛体変位をする矩形板、２１ａ，２１ｂは
２つの矩形板２０を機械的に結合する結合子、２
２は矩形板２０の支持線であり、これらは一枚の
エリンバ素板からエツチングにより一体化されて
造られている。その後、少なくとも結合子２１
ａ，２１ｂにZnO圧電薄膜２３をスパツタリング
し、電極２４を蒸着し、電気端子２５，２６を設
ける。ZnOのような圧電薄膜２３は矢印の如く基
板に垂直に配向するので、電気端子２５，２６か
ら電気信号が入力して励磁すると、結合子２１ａ
が伸びたとき、必ず結合子２１ｂが縮み、破線で
示すような剛体振動モードが励振されるわけであ
る。この剛体振動モードの共振周波数は、音片、
音叉の屈曲モード共振周波数が音片、音叉、寸
法、形状によつて決定されるのに対し、むしろ、
結合子２１ａ，２１ｂ及び支持線２２のスチフネ
スによつて決定されるという特徴を有する。
明する。第２図イ，ロにおいて２０は破線で示す
ような剛体変位をする矩形板、２１ａ，２１ｂは
２つの矩形板２０を機械的に結合する結合子、２
２は矩形板２０の支持線であり、これらは一枚の
エリンバ素板からエツチングにより一体化されて
造られている。その後、少なくとも結合子２１
ａ，２１ｂにZnO圧電薄膜２３をスパツタリング
し、電極２４を蒸着し、電気端子２５，２６を設
ける。ZnOのような圧電薄膜２３は矢印の如く基
板に垂直に配向するので、電気端子２５，２６か
ら電気信号が入力して励磁すると、結合子２１ａ
が伸びたとき、必ず結合子２１ｂが縮み、破線で
示すような剛体振動モードが励振されるわけであ
る。この剛体振動モードの共振周波数は、音片、
音叉の屈曲モード共振周波数が音片、音叉、寸
法、形状によつて決定されるのに対し、むしろ、
結合子２１ａ，２１ｂ及び支持線２２のスチフネ
スによつて決定されるという特徴を有する。
即ち、本考案の機械振動子は、剛体モード振動
を行う矩形板２０の寸法を小さく抑えても、結合
２１ａ，２１ｂ及び支持線２２のスチフネスを小
さくすることにより、いくらでも低周波化が可能
であり、音片、音叉振動子にはない長所を有す
る。
を行う矩形板２０の寸法を小さく抑えても、結合
２１ａ，２１ｂ及び支持線２２のスチフネスを小
さくすることにより、いくらでも低周波化が可能
であり、音片、音叉振動子にはない長所を有す
る。
なお、本考案の機械振動子は、励振方法を簡略
化して、第３図に示すように一方の結合子２１ｂ
（又は結合子２１ａ）だけで、励振することも可
能である。
化して、第３図に示すように一方の結合子２１ｂ
（又は結合子２１ａ）だけで、励振することも可
能である。
また、圧電材料として、ZnOの他にAlN、CdS
等があり、これらの圧電材料をまた本考案の機械
振動子に適用できる。
等があり、これらの圧電材料をまた本考案の機械
振動子に適用できる。
次に、第２図ロ，ロに示す本考案の機械振動子
の一実施例として、板厚0.25mmのエリンバ素板か
ら、長さ１cmの矩形板２０及び結合子２１ａ，２
１ｂ、支持線２２をエツチングにより形成し、そ
の後ZnO圧電薄膜２３を約15μmの厚さにスパツ
タリングし、さらに蒸着により電極２４を設け
た。
の一実施例として、板厚0.25mmのエリンバ素板か
ら、長さ１cmの矩形板２０及び結合子２１ａ，２
１ｂ、支持線２２をエツチングにより形成し、そ
の後ZnO圧電薄膜２３を約15μmの厚さにスパツ
タリングし、さらに蒸着により電極２４を設け
た。
以上のような方法で機械振動子を試作し、結合
子２１ａ，２１ｂ及び支持線２２をレーザー加工
機により削りながら周波数調整を行つた結果、
1000Hzの共振周波数を極めて容易に得ることがで
きた。
子２１ａ，２１ｂ及び支持線２２をレーザー加工
機により削りながら周波数調整を行つた結果、
1000Hzの共振周波数を極めて容易に得ることがで
きた。
一方、従来の音片、音叉振動子では、長さ１cm
の寸法で1000Hzといつた低周に波の共振周波数を
得ることは不可能であつた。
の寸法で1000Hzといつた低周に波の共振周波数を
得ることは不可能であつた。
以上の実施例から明らかな如く、本考案によれ
ば、超小型で周波の機械振動子が容易得られ、工
業的価値も多大である。
ば、超小型で周波の機械振動子が容易得られ、工
業的価値も多大である。
第１図イは従来の音片振動子の平面図、第１図
ロは従来の音片振動子の正面図、第２図イは本考
案の機械振動子の一実施例を示す平面図、第２図
ロは正面図、第３図イは本考案の他の実施例を示
す平面図、第３図ロは正面図である。 ２３……圧電薄膜、２４……電極、２２……支
持線、２１ａ，２１ｂ……結合子、２０……剛体
振動を行う矩形板を示す。
ロは従来の音片振動子の正面図、第２図イは本考
案の機械振動子の一実施例を示す平面図、第２図
ロは正面図、第３図イは本考案の他の実施例を示
す平面図、第３図ロは正面図である。 ２３……圧電薄膜、２４……電極、２２……支
持線、２１ａ，２１ｂ……結合子、２０……剛体
振動を行う矩形板を示す。
Claims (1)
- エリンバ等の恒弾性金属からなる同一形状を有
する２個の矩形板間に恒弾性金属からなる２本の
平行な結合子を設け、少なくとも一方の結合子部
分にZnO等の圧電薄膜をスパツタリングし、しか
も該結合子部分に電極を蒸発してなる機械振動
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095781U JPS6347070Y2 (ja) | 1981-03-06 | 1981-03-06 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095781U JPS6347070Y2 (ja) | 1981-03-06 | 1981-03-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57143722U JPS57143722U (ja) | 1982-09-09 |
| JPS6347070Y2 true JPS6347070Y2 (ja) | 1988-12-06 |
Family
ID=29828423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3095781U Expired JPS6347070Y2 (ja) | 1981-03-06 | 1981-03-06 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6347070Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288412A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-22 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動子 |
-
1981
- 1981-03-06 JP JP3095781U patent/JPS6347070Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57143722U (ja) | 1982-09-09 |
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